notiuni de fizica radiatiilor_1
Post on 01-Mar-2018
234 Views
Preview:
TRANSCRIPT
-
7/25/2019 Notiuni de Fizica Radiatiilor_1
1/35
Noiuni de fzica radiaiilor
2014
-
7/25/2019 Notiuni de Fizica Radiatiilor_1
2/35
Generaliti
Generarea radiaiei, transportul iinteracia cu materia sunt procese fzice:
dei radiaia nu poate f vzut sau simit, eapoate f oarte bine descris i cuantifcat dinpunct de vedere fzic
ea poate f determinat cu precizie olosindmi!loace e"perimentale adecvate#
-
7/25/2019 Notiuni de Fizica Radiatiilor_1
3/35
$uprins
%tructura atomului
&adioactivitatea'ipuri de radiaii ionizante(nteracia radiaiei cu materia
-
7/25/2019 Notiuni de Fizica Radiatiilor_1
4/35
%tructura atomului
)tomul este alctuit din nucleu i*nveli electronic#
Nucleul la r+ndul lui este alctuit dinparticule mai mici: protoni ineutroni#
rotonii-neutronii .nucleonii/alctuiesc nucleul#
Numrul protonilor este eal cunumrul electronilor#
Nucleul are sarcin pozitiv eal ca
mrime cu a electronilor dar de semncontrar, apt pentru care atomul esteneutru din punct de vedere electric#
Atomul
Electroni Nucleoni
-
7/25/2019 Notiuni de Fizica Radiatiilor_1
5/35
%tructura atomului
Numrul de protoni .electroni/ dinnucleu, notat cu , constituienumrul atomic#
asa electronului este mult maimic dec+t a protonului#
asa neutronului eal cu cea aprotonului 31u#a#t#
asa atomului, ), este eal cu
masa protonilor-neutronilor deci deapt cu numrul de protoni-neutroni#
-
7/25/2019 Notiuni de Fizica Radiatiilor_1
6/35
%tructura atomului
lectronii raviteaz *n !urul atomului pe orbitali# 5iecare orbital corespunde unui anumit nivel de enerie#
entru a *ndeprta un electron din nucleu trebuiec6eltuit o anumit enerie numit enerie de letur# )ceast enerie este mai mare pentru straturile
interioare i scade rapid spre straturile e"terioare# 7n sc6imb eneria proprie electronilor este mai mare la
electronii de pe straturile e"terioare#
-
7/25/2019 Notiuni de Fizica Radiatiilor_1
7/35
)'89
-
7/25/2019 Notiuni de Fizica Radiatiilor_1
8/35
neria de letur a electronului
-
7/25/2019 Notiuni de Fizica Radiatiilor_1
9/35
'ipuri de radiaii
Radiaii
Neionizante
Ionizante
Direct ionizante
(particule ncrcate)
Indirect ionizante
(particule fr sarcin electric)
-
7/25/2019 Notiuni de Fizica Radiatiilor_1
10/35
&adiaia ionizant
nerie sufcient pentru a rupeleturile moleculare i a ionizaatomul .scoate un electron sauadu unul atomului neutru, dinpunct de vedere electric/#
;a lua astel natere un ion./#
(onul va aecta leturile c6imice# ?ac ionul aecteaz .fe direct, fe
indirect/ molecule critice, cum ar f)?N>ul, rezultatul ar putea f
lezarea, mutaia sau moarteacelulei#
-
7/25/2019 Notiuni de Fizica Radiatiilor_1
11/35
&adiaia ionizant
$+nd pacientul este e"pus la radiaii @, milioane de otoni trec printrupul lui#
)cetia pot deteriora prin ionizare orice molecul# ?eteriorarea )?N>ul din cromozomi are o importan deosebit#
?e cele mai multe deteriorarea )?N>ului este reparat imediat, dar,uneori o poriune dintr>un cromozom poate f modifcat permanent.spunem c apare o mutaie/# )cest lucru poate duce *n timp laormarea unei tumori maline#
erioada de laten *ntre e"punerea la radiaii @ i dianosticarea clinica tumorei poate f de mai muli ani#
&iscul de a f o tumor produs de o anumit doz de radiaii @ poate f
estimat, din acest motiv este important s cunoatem dozele primite depopulaie prin dieritele proceduri de radiodianostic#
-
7/25/2019 Notiuni de Fizica Radiatiilor_1
12/35
'ipuri de radiaii ionizante
&adiaia direct ionizant > eneria este depus de
particul *n mod direct *n materie .electroni, protoni >toate particulele *ncrcate electric/#
&adiaia indirect ionizant >particula primar transereneria particulei secundare, care la r+ndul su vadetermina ionizarea .radiaii @,radiaii ama, neutroni >
toate particulele r sarcin electric/#
-
7/25/2019 Notiuni de Fizica Radiatiilor_1
13/35
&adioactivitatea
&adiaile sunt o parte esenial a vieii de zi cu zi# ?e la natere, suntem e"pui la radiaii de razele cosmice, de
elementele radioactive e"istente *n sol, *n materiale deconstrucii i c6iar *n alimentele i buturile pe care leconsumm#
?e apt, c6iar i corpul uman conine cantiti mici de substaneradioactive .*n orm de radioizotopi de potasiu, cesiu i radiu/#9n corp de adult tipic emite apro"imativ 24#000 radiaii ammape minut, ceea ce reprezint o cantitate oarte mic de radiaii#
-
7/25/2019 Notiuni de Fizica Radiatiilor_1
14/35
&adioactivitatea
Nu numai c radiaiile sunt o parte esenial a vieii noastredar acestea sunt olosite pentru a o *mbunti#
)cesta este rolul prestatorilor de servicii medicale de autiliza radiaiile ionizante *n medicin efcient astel *nc+t sma"imizeze benefciul i s minimizeze riscul#
$u toate aceste poteniale benefcii utilizarea radiaiilor este*nsoit de un risc ca multe alte benefcii ale vieii umane# ?e e"emplu, atunci c+nd o persoan mere cu maina la
pia pentru a cumpra alimente, elAea are un risc mic de aintra *n coliziune cu alt autove6icul# $u toate acestea,benefciul mere la maazin pentru a cumpra alimentebenefciul find mai mare dec+t riscul de a intra *n coliziunecu o alt main# &adiaiile aduc benefcii e"ist deasemenea, un risc mic asociat cu utilizarea acestora#
$el mai important lucru este meninerea cov+ritoare abenefciilor *n deavoarea riscurilor#
-
7/25/2019 Notiuni de Fizica Radiatiilor_1
15/35
$are este motivul pentru care oamenii de tiin i proesionitiidin domeniul medical vorbesc despre radiaiile ionizante *n zilelenoastreB Ci care este motivul pentru care noi discutm acestsubiectB Numrul de teste medicale care olosesc radiatiiionizante este *n cretere *n *ntreaa lume# 8ranizaia Naiunilor9nite $omitetul tiinifc pentru eectele radiaiilor )tomiceD9N%$)& 200EF estimeaz c la nivel mondial se ac anualaproape ,H miliarde de e"aminri cu radiaii @#
"ist un risc atunci c+nd radiaiile sunt utilizate pentrudianostic sau tratamentul unor boli#
&adiaiile @ enerate de mainile care ne a!ut s vedem *ninteriorul corpului uman oer o surs de e"punere la radiaii,care este *n plus a de la radiaiile ionizante prezente *n !urulnostru#
)ceste maini produc ascicule de radiaii @ de enerii iintensiti dierite# &iscul variaz *n uncie de eneria i intensitatea radiaiilor @
olosite, de v+rsta i se"ul persoanei, de partea corpului e"pusi de ali actori, cum ar f istoricul de cancer al amilieipersoanei e"puse#
-
7/25/2019 Notiuni de Fizica Radiatiilor_1
16/35
%>a dovedit c radiaiile ionizante sunt duntoare *n doze mari# Nu este siur dac nu e"ist pre!udicii directe de la doze mult
mai mici de radiaii ionizante, care sunt utilizate *n testelemedicale pentru dianostic *n situaii controlate# ste importants se *nelea aptul c riscul ca pote varia *n uncie de doz#
%>a demonstrat c riscul variaz pentru dierite rupuri deoameni# entru persoanele *n v+rst, riscul este relativ mic#entru copiii i emeile tinere, riscul este probabil mai mare#
8amenii de tiin cred, de asemenea, c riscul este cumulativ#)sta *nseamn c e"ist un risc mai mare pentru persoanele
e"puse de mai multe ori# )r trebui amintit aptul c, at+t timp c+t persoana va avea unbenefciu *n urma e"punerii .cu alte cuvinte, testul este!ustifcat/, cel mai probabil, benefciile depesc cu multriscurile#
-
7/25/2019 Notiuni de Fizica Radiatiilor_1
17/35
&adioactivitatea
'ipuri de radioactivitate: &adioactivitatea natural
?atorit proprietilor fzice inerente, un nucleu s>ar puteas nu fe stabil i s fe dispus s suere o transormarenuclear#
&adioactivitatea artifcial
'ransormarea are loc *n mod artifcial datorit intervenieiomului .activarea unor nuclizi, reacii de fsiune sau uziune/#
-
7/25/2019 Notiuni de Fizica Radiatiilor_1
18/35
%urs de radiaii
8rice emitor de radiaii ionizante, inclusiv oricematerial radioactiv i orice dispozitiv enerator deradiaii ionizante#
-
7/25/2019 Notiuni de Fizica Radiatiilor_1
19/35
%urs *nc6is
SURS RADIOACTIV A CREI STRUCTUR ESTE
ASTFEL NCT S PREVIN, N CONDIII NORMALEDE UTILIZARE, ORICE DISPERSIE N MEDIU AMATERIALELOR RADIOACTIVE CONINUTE
-
7/25/2019 Notiuni de Fizica Radiatiilor_1
20/35
%urs desc6is
O SURS RADIOACTIV CARE NUNDEPLINETE CONDIIA DIN DEFINIIADE MAI SUS.
-
7/25/2019 Notiuni de Fizica Radiatiilor_1
21/35
&adiaia ionizant
&adioactivitatea este 9N) din sursele pentru producerea radiaieiionizante#
?epune *n materie o cantitate de enerie care este sufcientpentru a determina ruperea unor leturi c6imice#
8 particul de radiaie deseori depune enerie *n mai multe locuri> fe *n mod direct, fe pe calea ormrii unor alte particule#
-
7/25/2019 Notiuni de Fizica Radiatiilor_1
22/35
'ipuri de radiaii ionizante
ascicule de radiaii @ i ama I otoni
ascicule de radiaii beta > electronii > sarcina neativ ascicule de neutroni ascicule de protoni > sarcina pozitiv particule ala i particule *ncrcate rele#
-
7/25/2019 Notiuni de Fizica Radiatiilor_1
23/35
'ipuri de dezinterri:
2 protoni+2 neutroni
particulealfa(nuclee de heliu) - grea, sarcin pozitiv
dubl, interacioneaz puternic cu ateria!
"ezintegrarea alfa#
-
7/25/2019 Notiuni de Fizica Radiatiilor_1
24/35
'ipuri de dezinterri:
particule beta
particule beta ($electron) - particul u%oar,
interacioneaz lent, parcurs relativ ic!
"ezintegrarea beta#
-
7/25/2019 Notiuni de Fizica Radiatiilor_1
25/35
'ipuri de dezinterri:
radiaie gaa & fotoni (radiaie
electroagnetica)
"ezintegrarea gaa#
-
7/25/2019 Notiuni de Fizica Radiatiilor_1
26/35
5otonii
Mici pachete de energie
-
7/25/2019 Notiuni de Fizica Radiatiilor_1
27/35
'ubul de radiaii @ pentru producerea de radiaii@ !oase i medii
-
7/25/2019 Notiuni de Fizica Radiatiilor_1
28/35
&adiaia @ caracteristic
rocesul *ncepe cu scoaterea prin ionizare a unui electron, *nprincipal de pe nivelul J .este posibil i de pe , ,K/#
lectronii de pe nivelele sau coboar pe locul vacant
creat pe nivelul J# ?ierena de enerie este emis ca otoni# oate avea loc o succesiune de tranziii de electroni *ntre
nivelele de enerie#
neria otoniloremii este caracteristic atomului respectiv#
&adiaia @ caracteristic reprezint numai c+teva procentedin radiaia @ produs *n tub#
-
7/25/2019 Notiuni de Fizica Radiatiilor_1
29/35
roducerea radiaiei @ de r+nare
&adiaiile @ din ascicul sunt produse *n principal prin procesul der+nare a electronilor#
$u c+t este mai mare numrul atomic al intei, cu at+t mai mareeste randamentul de producere#
$u c+t este maimare eneria incident a electronului, cu at+t maimare este probabilitatea de producere a radiaiei @#
?e la o anumit enerie a electronului, probabilitatea de enerarea radiaiei @ scade cu creterea eneriei electronului#
-
7/25/2019 Notiuni de Fizica Radiatiilor_1
30/35
(nteracia radiaiei @ cu materia
rincipalele tipuri de interacie ale otonilor cumateria sunt:
*mprtierea coerent eectul otoelectric eectul $ompton
ormare de perec6i
-
7/25/2019 Notiuni de Fizica Radiatiilor_1
31/35
7mprtierea coerent
)pare c+nd un oton de mic enerie e"cit un atom, rpierdere net de enerie#
Nu are nici o contribuie la doz# a eneria radiaiei @ utilizate *n radiodianostic contribuia
*mprtierii coerente la interacia cu materia este de circa LM#
-
7/25/2019 Notiuni de Fizica Radiatiilor_1
32/35
ectul otoelectric
)pare c+nd un oton este absorbit total de un electron de peun nivel interior .puternic leat/#
$a urmare a eneriei primite electronul este scos de pe orbit emisie de otoelectroni atomul rm+ne cu sarcin pozitiv# ocul rmas vacant este ocupat de un electron de pe un nivel
e"terior iar e"cesul de enerie este emis sub orm deradiaie caracteristic sau electroni )uer#
5otoelectronii au eneria eal cu dierena dintre eneriaotonului absorbit i eneria de letur a electronului emis#
-
7/25/2019 Notiuni de Fizica Radiatiilor_1
33/35
ectul $ompton
7mprtierea $ompton apare la interacia otonilor cu electroniislab leai de pe nivele e"terioare#
?in interacie rezult un oton cu eneria mai mic dec+t aotonului incident emis la un un6i a de direcia de micarea
otonului incident, cu at+t mai mic cu c+t eneria otonuluiincident este mai mare i un electron de recul care preia eneriapierdut de oton#
lectronul are enerie ma"im c+nd otonul de rezultat dininteracie este retro*mprtiat .este emis la 1E00a de direciade micare a celui incident/#
)tomul rm+ne ionizat pozitiv# robabilitatea de apariie a eectului $ompton esteproporional cu #
-
7/25/2019 Notiuni de Fizica Radiatiilor_1
34/35
7mprtierea $ompton
)re eecte asupra:O calitii imainii
O dozei absorbite de pacient
O cantitii de radiaii @ *mprtiate din *ncperea *n care
se ace e"punerea#
-
7/25/2019 Notiuni de Fizica Radiatiilor_1
35/35
5ormarea de perec6i
roducerea de perec6i apare c+nd otonul interacioneazcu nucleul atomului#
5otonul dispare i apare o perec6e pozitron>electron cueneria de repaus eal cu 0,L11e;#
neria de praa acestei interacii este de 1,022e;# )ceste interacii conteaz numai la eneriile oarte mari ale
otonilor produi *n acceleratorii de particule#
top related